ไฟเบอร์เลเซอร์ได้รับการพัฒนาอีกครั้ง: กำลังสูงขึ้น 9 เท่าโดยไม่ลดคุณภาพของลำแสง!

เมื่อเร็วๆ นี้ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเซาท์ออสเตรเลีย (UniSA), มหาวิทยาลัยแอดิเลด (UoA) และมหาวิทยาลัยเยล (สหรัฐอเมริกา) ได้แสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถเพิ่มพลังของไฟเบอร์เลเซอร์ได้ 3-9 เท่าด้วยความช่วยเหลือจากเทคโนโลยีใหม่ ประเภทของไฟเบอร์มัลติโหมดโดยไม่ลดคุณภาพของลำแสงซึ่งช่วยให้สามารถโฟกัสไปที่เป้าหมายระยะไกลได้
การพัฒนานี้ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Communications ทีมวิจัยร่วมระหว่างออสเตรเลียนและอเมริกันที่รับผิดชอบการศึกษานี้กล่าวว่า การสร้างหน้าคลื่นของแสงอินพุตจะเพิ่มเกณฑ์พลังงานสำหรับการกระเจิงของ SBS ตามลำดับความสำคัญทั้งหมด
ในส่วนของเขา ดร. Linh Nguyen นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแอดิเลด มหาวิทยาลัยเซาท์ออสเตรเลีย กล่าวว่าแนวทางใหม่นี้จะช่วยให้อุตสาหกรรมสามารถส่งออกพลังงานที่สูงมากจากไฟเบอร์เลเซอร์ต่อไป ทำให้มีประโยชน์มากขึ้นในอุตสาหกรรมการป้องกันประเทศ แอปพลิเคชันการสำรวจระยะไกลและการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วง
“เลเซอร์ไฟเบอร์กำลังสูงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการผลิตและการป้องกัน ซึ่งเป็นบทบาทที่มีความสำคัญมากยิ่งขึ้นด้วยการแพร่กระจายของยานพาหนะทางอากาศไร้คนขับหรือโดรนราคาไม่แพงในสนามรบสมัยใหม่” ดร. เหงียนกล่าว
“โดรนราคาไม่แพงจำนวนมากสามารถทำให้ทรัพยากรขีปนาวุธหมดสิ้นอย่างรวดเร็ว และทำให้อำนาจการยิงของทรัพย์สินทางทหารและยานพาหนะหมดไปสำหรับภารกิจที่มีความสำคัญต่อการรบมากขึ้น ในระยะยาว ไฟเบอร์เลเซอร์กำลังสูงเป็นทางเลือกเดียวในการป้องกันที่มีต้นทุนต่อการยิงต่ำ " เขากล่าวว่า "สิ่งนี้เรียกว่าการครอบงำแบบอสมมาตร ด้วยการปรับใช้ตามขนาด วิธีการที่ถูกกว่าสามารถเอาชนะระบบไฮเทคที่มีราคาแพงกว่าได้"
ดร. Ori Henderson-Sapir นักวิจัยโครงการที่สถาบัน Photonics และ Advanced Sensing ของ UoA กล่าวว่าออสเตรเลียมีประวัติศาสตร์อันยาวนานในการพัฒนาเทคโนโลยีใยแก้วนำแสงที่เป็นนวัตกรรมใหม่
"งานวิจัยของเราทำให้ออสเตรเลียอยู่ในตำแหน่งผู้นำของโลกในการพัฒนาเลเซอร์ไฟเบอร์กำลังสูงรุ่นต่อไป ไม่เพียงแต่สำหรับการใช้งานด้านการป้องกันเท่านั้น แต่ยังมีส่วนช่วยในการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ใหม่ๆ ด้วย" ดร.เฮนเดอร์สัน-ซาเปียร์ กล่าวว่า
นักวิจัยได้สาธิตเทคโนโลยีในไฟเบอร์เลเซอร์ และจะรายงานและนำเสนอผลการวิจัยโดยเฉพาะในการประชุม Photonics West เดือนมกราคม 2567
บทคัดย่อของบทความที่ตีพิมพ์ใน Nature Communications ระบุว่า:
"ความท้าทายหลักในการบรรลุการส่งผ่านใยแก้วนำแสงที่มีกำลังสูงขึ้นคือการเอาชนะเอฟเฟกต์แสงแบบไม่เชิงเส้น เพื่อให้ลำแสงเอาท์พุตราบรื่น เทคนิคส่วนใหญ่ในการลดความไม่เชิงเส้นเชิงแสงนั้นถูกจำกัดไว้ที่เส้นใยโหมดเดี่ยว เริ่มต้นจากโหมดโหมดเดียว เราจะสาธิตการทดลองว่าหน้าคลื่น การสร้างแสงอินพุตที่สอดคล้องกันจากไฟเบอร์มัลติโหมดสูงสามารถเพิ่มเกณฑ์พลังงานของการกระเจิง Brillouin ที่ถูกกระตุ้น (SBS) ตามลำดับขนาดในขณะที่ควบคุมโปรไฟล์ของลำแสงเอาต์พุต
การปราบปราม SBS เกิดจากการขยายสเปกตรัม Brillouin อย่างมีประสิทธิผลภายใต้การกระตุ้นแบบมัลติโหมดโดยไม่ทำให้แสงที่ส่องผ่านกว้างขึ้น การระงับที่รุนแรงที่สุดเกิดขึ้นได้จากการกระตุ้นโหมดเลือกซึ่งให้สเปกตรัม Brillouin ที่กว้างที่สุด
"วิธีการของเรามีประสิทธิภาพและทนทานสำหรับทั้งคลื่นต่อเนื่องและพัลส์ งานนี้ชี้ไปที่แนวทางที่มีแนวโน้มในการบรรเทาผลกระทบที่ไม่เป็นเชิงเส้นที่เป็นอันตรายในเส้นใยนำแสง ช่วยให้สามารถขยายระบบเส้นใยกำลังสูงสำหรับพลังงานโดยตรง การรับรู้ระยะไกล และการตรวจจับคลื่นโน้มถ่วงเพิ่มเติม ”